一脚踩进java之基础篇37——异常处理

一、异常

1.1 异常的继承体系

　　1）Throwable是Java 语言中所有错误或异常的超类，即祖宗类。

　　2）RuntimeException及其它的子类只能在Java程序运行过程中出现。

　　3）与异常Exception平级的有一个Error，它是Throwable的子类，它用来表示java程序中可能会产生的严重错误。

 1.2 异常与错误的区别

　　1）异常：指程序在编译、运行期间发生了某种异常(XxxException)，我们可以对异常进行具体的处理。若不处理异常，程序将会结束运行。

　　异常的产生演示如下：

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[3];
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[3]);
　　// 该句运行时发生了数组索引越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException，由于没有处理异常，导致程序无法继续执行，程序结束。
    System.out.println("over"); // 由于上面代码发生了异常，此句代码不会执行
}

　　2）Error错误通常没有具体的处理方式，程序将会结束运行。Error错误的发生往往都是系统级别的问题，都是jvm所在系统发生的，并反馈给jvm的。我们无法针对处理，只能修正代码。

　　错误的产生演示如下：

public static void main(String[] args) {
　　int[] arr = new int[1024*1024*100];
　　//该句运行时发生了内存溢出错误OutOfMemoryError，开辟了过大的数组空间，导致JVM在分配数组空间时超出了JVM内存空间，直接发生错误。
}

1.3 异常的产生过程解析

 1.4 抛出异常throw

　　1）在java中，提供了一个throw关键字，它用来抛出一个指定的异常对象。那么，抛出一个异常具体如何操作呢？
　　①创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
　　②需要将这个异常对象告知给调用者。通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象；

　　2）throw用在方法内，用来抛出一个异常对象，将这个异常对象传递到调用者处，并结束当前方法的执行。

　　使用格式：

　　throw new 异常类名(参数);

　　3）通过下面程序演示下throw的使用

class ArrayTools{
    //通过给定的数组，返回给定的索引对应的元素值。
    public static int getElement(int[] arr,int index)    {
        /*
        若程序出了异常，JVM它会打包异常对象并抛出。但是它所提供的信息不够给力。想要更清晰，需要自己抛出异常信息。
下面判断条件如果满足，当执行完throw抛出异常对象后，方法已经无法继续运算。这时就会结束当前方法的执行，并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。
        */
        if(arr==null){
            throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在");
        }
        if(index<0 || index>=arr.length){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标，"+index+"索引在数组中不存在");
        }
        int element = arr[index];
        return element;
    }
}

class ExceptionDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {34,12,67}; //创建数组
        int num = ArrayTools.getElement(null,2);// 调用方法，获取数组中指定索引处元素
//int num = ArrayTools.getElement(arr,5);// 调用方法，获取数组中指定索引处元素
        System.out.println("num="+num);//打印获取到的元素值
    }
}

1.5 声明异常throws

声明异常格式：

修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2… {   }

1.6 捕获异常try…catch…finally

1）捕获：Java中对异常有针对性的语句进行捕获，可以对出现的异常进行指定方式的处理

捕获异常格式：

try {
    //需要被检测的语句。
}
catch(异常类 变量) { //参数。
    //异常的处理语句。
}
finally {
    //一定会被执行的语句。
}

try：该代码块中编写可能产生异常的代码。

catch：用来进行某种异常的捕获，实现对捕获到的异常进行处理。

finally：有一些特定的代码无论异常是否发生，都需要执行。另外，因为异常会引发程序跳转，导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的，在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。

演示如下：

class ExceptionDemo{
    public static void main(String[] args){ //throws ArrayIndexOutOfBoundsException
        try    {
              int[] arr = new int[3];
            System.out.println( arr[5] );// 会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
            当产生异常时，必须有处理方式。要么捕获，要么声明。
        }
        catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { //括号中需要定义什么呢？try中抛出的是什么异常，在括号中就定义什么异常类型。 
            System.out.println("异常发生了");
        } finally {
              arr = null; //把数组指向null，通过垃圾回收器，进行内存垃圾的清除
}
        System.out.println("程序运行结果");
    }
}

2）try catch finally组合：检测异常，并传递给catch处理，并在finally中进行资源释放。

3）一个try 多个catch组合 : 对代码进行异常检测，并对检测的异常传递给catch处理。对每种异常信息进行不同的捕获处理。

void show(){ //不用throws 
    try{
        throw new Exception();//产生异常，直接捕获处理
    }catch(XxxException e){
//处理方式    
    }catch(YyyException e){
//处理方式    
    }catch(ZzzException e){
//处理方式    
    }
}

注意:这种异常处理方式，要求多个catch中的异常不能相同，并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系，那么子类异常要求在上面的catch处理，父类异常在下面的catch处理。

1.7 运行时期异常

RuntimeException和他的所有子类异常,都属于运行时期异常。NullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException等都属于运行时期异常.
运行时期异常的特点:
方法中抛出运行时期异常,方法定义中无需throws声明,调用者也无需处理此异常
运行时期异常一旦发生,需要程序人员修改源代码.

1.8 异常在方法重写中细节

1）子类覆盖父类方法时，如果父类的方法声明异常，子类只能声明父类异常或者该异常的子类，或者不声明。

例如：
class Fu {
    public void method () throws RuntimeException {
}
}
class Zi extends Fu {
    public void method() throws RuntimeException { }  //抛出父类一样的异常
    //public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类子异常
}

2）当父类方法声明多个异常时，子类覆盖时只能声明多个异常的子集。

例如：
class Fu {
    public void method () throws NullPointerException, ClassCastException{
}
}
class Zi extends Fu {
    public void method()throws NullPointerException, ClassCastException { }          
　　 public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类异常中的一部分
    public void method() throws ClassCastException { } //抛出父类异常中的一部分
}

3）当被覆盖的方法没有异常声明时，子类覆盖时无法声明异常的。

例如：
class Fu {
    public void method (){
}
}
class Zi extends Fu {
    public void method() throws Exception { }//错误的方式
}

举例：父类中会存在下列这种情况，接口也有这种情况

问题：接口中没有声明异常，而实现的子类覆盖方法时发生了异常，怎么办？

答：无法进行throws声明，只能catch的捕获。万一问题处理不了呢？catch中继续throw抛出，但是只能将异常转换成RuntimeException子类抛出。

public interface Inter {
    public abstract void method();
}

public class Zi implements Inter {
    public void method() { // 无法声明 throws Exception
        int[] arr = null;
        if (arr == null) {
            // 只能捕获处理
            try {
                throw new Exception("-----");
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("======");
                // 我们把异常对象e，采用RuntimeException异常方式抛出
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}

1.9 异常中常用方法

1）在Throwable类中为我们提供了很多操作异常对象的方法，常用的如下：

①getMessage方法：返回该异常的详细信息字符串，即异常提示信息

②toString方法：返回该异常的名称与详细信息字符串

③printStackTrace：在控制台输出该异常的名称与详细信息字符串、异常出现的代码位置

异常的常用方法代码演示：

try {
    Person p= null;
    if (p==null) {
        throw new NullPointerException(“出现空指针异常了，请检查对象是否为null”);
}
} catch (NullPointerException e) {
    String message = e.getMesage();
    System.out.println(message ); 
    
    String result = e.toString();
    System.out.println(result);    
    
    e.printStackTrace(); 
}

二、自定义异常

通过阅读异常源代码：发现java中所有的异常类，都是继承Throwable，或者继承Throwable的子类。这样该异常才可以被throw抛出。

说明这个异常体系具备一个特有的特性：可抛性：即可以被throw关键字操作。

并且查阅异常子类源码，发现每个异常中都调用了父类的构造方法，把异常描述信息传递给了父类，让父类帮我们进行异常信息的封装。

例如NullPointerException异常类源代码：

public class NullPointerException extends RuntimeException {
    public NullPointerException() {
        super();//调用父类构造方法
    }
    public NullPointerException(String s) {
        super(s);//调用父类具有异常信息的构造方法
    }
}

现在，我们来定义个自己的异常，即自定义异常。

格式：

Class 异常名 extends Exception{ //或继承RuntimeException
    public 异常名(){
}
    public 异常名(String s){ 
super(s); 
}
}

1）自定义异常继承Exception演示

class MyException extends Exception{
    /*
    为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
    */
    public MyException(){
        super();
    }
    public MyException(String message)    {
        super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
    }
}

2）自定义异常继承RuntimeException演示

class MyException extends RuntimeException{
    /*
    为什么要定义构造函数，因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
    */
    MyException(){
        super();
    }
    MyException(String message)    {
        super(message);// 如果自定义异常需要异常信息，可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
    }
}

3）总结一下，构造函数到底抛出这个NoAgeException是继承Exception呢？还是继承RuntimeException呢？

①继承Exception，必须要throws声明，一声明就告知调用者进行捕获，一旦问题处理了调用者的程序会继续执行。

②继承RuntimeExcpetion,不需要throws声明的，这时调用是不需要编写捕获代码的，因为调用根本就不知道有问题。一旦发生，调用者程序会停掉，并有jvm将信息显示到屏幕，让调用者看到问题，修正代码。